Suvirinimas kas tai ? Ką daro suvirintojai

Suvirinimas yra ekonomiškas ir efektyvus būdas sujungiant metalą vienas su kitu. Tai vienintelis būdas sujungti metalą prie dviejų ar daugiau metalo gabalų, taip, kad jie veiktų kaip atskiras vienetas. Suvirinimas yra gyvybiškai svarbūs mūsų ekonomikai. Dažnai sakoma, kad daugiau kaip 50% bendrojo JAV nacionalinio produkto sudaro suvirinimas. Pramonėje suvirinimas plačiai taikomas gaminant ir remontuojant įvairias detales ir konstrukcijas.

Yra daug būdų, kaip padaryti siūlę bei daug įvairių siūlių rūšių. Kai kurie suvirinimo procesai gali sukelti kibirkštis, o kitiems ne nereikalinga papildoma šilumoa. Suvirinimo galima padaryti bet kur lauke, uždarose patalpose, po vandeniu ir net kosmose. Beveik viskas ką mes naudojame kasdieniame gyvenime yra privirinta.

Suvirinimo būdai skirstomi pagal tai, kokiai esant medžiagos būklei sujungiami ruošiniai arba kokios rūšies energija vartojama suvirinimui. Labiausiai paplitusi ir svarbiausia suvirinimo būdu klasifikacija yra pagal vartojamos energijos rūšį.
Atsižvelgiant į energijos rūšį, suvirinimo būdai skirstomi šitaip: mechaninis, cheminis, elektrinis, elektromechaninis, cheminis mechaninis.
Suvirinant mechaniniu būdu, sujungiamas plastiškai deformuotas metalas. Šiai grupei priklauso šaltasis, trintinis ir detonacinis suvirinimas.
Cheminio suvirinimo procese cheminė energija paverčiama šiluma. Suvirinimo zonoje metalas išsilydo. Jam sustingus, gaunamas susijungimas. Cheminio suvirinimo pavyzdys – dujinis suvirinimas.
Elektrinio suvirinimo procese elektros energija paverčiama šiluma. Šilumos energiją paversti šiluma galima elektros lanku, leidžiant elektros srovę per išlydytą šlaką, sustabdžius greitai lekiančių elektronų srautą, indukuojant metale srovę. Sujungimo zona kaitinama tol, kol išsilydo.
Elektromechaninio suvirinimo procese metalas įkaitinamas iki plastinio būvio, paskui spaudžiant iš išorės, įvyksta plastinė deformacija – metalas susijungia. Būdingas šio suvirinimo būdo pavyzdys – kontaktinis suvirinimas.
Suvirinant cheminiu mechaniniu būdu, sujungimas gaunamas metalą įkaitinus iki plastinio būvio (šiluma gaunama vykstant cheminėms reakcijoms) ir paskui deformavus. Šiai grupei priklauso kalviškasis, dujinis presinis suvirinimas ir kt.
Atsižvelgiant į medžiagos būklę visi suvirinimo būdai skirstomi į slėginį suvirinimą ir lydomąjį suvirinimą.
Slėginio suvirinimo būdai yra šie: kontaktinis, dujinis presinis, termitinis presinis, ultragarsinis, detonacinis, šaltasis, suvirinimas trintimi. Slėginio suvirinimo privalumai: neaukšta įkaitinimo temperatūra, sutaupoma energijos, mažesnės deformacijos. Tačiau šiam suvirinimo procesui reikalinga sudėtingesnė aparatūra, suvirinimo zoną reikia apsaugoti nuo oksidacijos ir užteršimo. Lydomojo suvirinimo būdai yra šie: lankinis (rankinis, automatinis po fliusu, apsauginėse dujose, lankine plazma), elektrošlakinis, suvirinimas elektronų spinduliais, dujinis suvirinimas. Palyginus su slėginiu suvirinimu, lydomasis suvirinimas yra universalesnis.

Archeologiniais tyrinėjimais nustatyta, kad kartu su metalų apdirbimu kalimu buvo naudojamas ir suvirinimas.
Tripolio gentys, gyvenusios Urainos teritorijoje ir Beserabijoje 3-4 tūkst. metų prieš naująją erą, naudojo kalviškąjį vario suvirinimą (suvirinimas slėginiu būdu). Ypač plačiai neišardomas metalų sujungimas buvo taikomas geležies amžiuje. Geležį gaudavo iš rūdos, sukepinant ją. Daug kartų perkalant sukepintą masę pasišalindavo šlakas, o atskiros geležies dalelės susijungdavo. Todėl ir buvo pastebėta, kad geležį galima sujungti įkaitinus ir gerai suplakus.
X-XIII amžiuje Rusijoje buvo išvystyta metalurgija ir metalo apdirbimas. Geležies ir plieno dirbinių gamybai plačiai naudojo kalviškąjį suvirinimą. Kalviškuoju suvirinimu buvo gaminama apie 70% dirbinių. Be to senovės rusų meistrai metalams sujungti naudojo litavimą, gaminius padengdavo tauriaisiais metalais (auksu ir sidabru).
Iki XIX a. metalų suvirinimas vystėsi labai lėtai. Tobulėjo kalviškasis suvirinimas ir suvirinimui giminingas procesas – litavimas.
XIX a. kalviškasis suvirinimas buvo mechanizuotas. Rankinis kalimas pakeičiamas mašininiu, stambių detalių sujungimo vietos apspaudžiamos hidrauliniais presais, vietoj žaizdrų naudojamos kaitinimo krosnys. Kalviškasis suvirinimas plačiai taikomas vamzdžių, įrankių, ginklų gamybai ir kt.
XIX a. pabaigoje fizikos ir elektrotechnikos pasiekimų įtakoje buvo atrasti nauji metalų suvirinimo būdai. Šilumos šaltiniu panaudojamas elektros lankas, kurį 1802 m. Atrado rusų mokslininkas akademikas V.Petrovas. 1821 m. anglų fizikas M.Faradėjus ištyrė elektromagnetinės indukcijos reiškinius, numatė elektros variklio ir generatoriaus veikimo principus. 1870 m. Z.Gramas (Prancūzija) sukūrė žiedinį inkarą elektromagnetinei mašinai, kuris leido mechaninę energiją paversti elektrine ir atvirkščiai. Metalų suvirinimui buvo panaudotas elektros lankas, degantis tarp grafitinio elektrodo ir suvirinamojo metalo. Vėliau lankiniam suvirinimui buvo panaudotas metalinis išsilydantis elektrodas.
Dujinį suvirinimą acetileno-deguonies liepsna išrado prancūzas Le-Šatelje 1895 m, o 1902 m. inžinieriai Pikaras ir Fušė sukonstravo dujinius degiklius.
Lankinio suvirinimo pritaikymą ribojo elektrodų ir suvirinimo aparatūros trūkumas. Trisdešimtaisiais dvidešimtojo amžiaus metais suorganizuojama elektrodų ir suvirinimo aparatų gamyba, kuri davė didelį impulsą lankinio suvirinimo panaudojimui. Suvirinimo darbai plačiai taikomi statant metalurgijos kombinatus, tiltus, tiesiant naftotiekius ir daugelyje kitų objektų statyboje. Ukrainoje įsteigiamas elektrinio suvirinimo institutas, kurio direktoriumi buvo akad. E.Patonas. Institute atliekami fundamentalūs mokslino tyrimo darbai, didelis dėmesys skiriamas suvirinimo praktiniam pritaikymui, suvirinimo procesų mechanizavimui ir automatizavimui. Sukuriamas automatinis suvirinimas po fliusu, elektrošlakinis suvirinimas. Vėliau suvirinimui pradedami naudoti kiti energijos šaltiniai: elektronų spinduliai, aukštatemperatūrinė plazma, ultragarsas.
Suvirinimas yra vienas iš pagrindinių technologinių procesų naudojamų pramonėje detalių ir įvairių konstrukcijų gamybai. Suvirinimu galima pagaminti konstrukcijas iš įvairių metalų ir lydinių, o taip pat galima sumontuoti konstrukcijas iš detalių, gautų kitais apdirbimo metodais (valcavimu, štampavimu, liejimu, kalimu ir t.t.). Lyginant su kitais metalinių konstrukcijų gamybos metodais, suvirintos konstrukcijos lengvesnės. Gaunama 10-50% metalo ekonomija. Kai kurias konstrukcijas galima pagaminti tiktai suvirinimu, arba kai kurias naujas medžiagas galima panaudoti naudojant suvirinimą.